Den geotermiska energins ursprung

Den geotermiska energin har sitt ursprung i bland annat den energi som skapades vid jordens bildande och från sönderfall av radioaktiva grundämnen i jordens mantel och kärna. Denna värme stiger upp mot jordskorpan och kan fångas upp och användas för uppvärmning och elproduktion.

Geotermisk energi är inte samma sak som geoenergi

En vanlig missuppfattning är att geotermisk energi är samma sak som geoenergi, men så är inte fallet. Geoenergi utgörs av de energisystem som använder den lagrade solenergin i  jordskorpans övre del. Berg-, jord-, och sjövärme är geoenergier. 

Geotermisk energi utgörs enbart av värme som producerats och transporterats till jordskorpan från jordens kärna och mantel. För att dra nytta av geotermisk energi måste man borra flera kilometer ner i marken. De stora borrdjupen gör att geotermi endast är användbart för större systemlösningar knutna till exempelvis befintliga fjärrvärmesystem, medan geoenergilösningar kan användas av enskilda fastighetsägare.

Direkt användning för uppvärmning

På vissa platser är geotermisk energi mer lättillgänglig. Island är en sådan plats. Landet ligger mellan två kontinentalplattor där het magma från jordens inre tränger sig upp genom sprickorna, lägger sig i jorden och skapar ånga och hett vatten. Ångan och hetvattnet kan sedan användas direkt för värme- och elproduktion. 

På andra platser krävs det djupa borrhål för att kunna utvinna energin. Man behöver i dessa fall borra sig ner så pass djupt att det är möjligt att pumpa upp tillräckligt mycket varmt vatten för att använda värmen för uppvärmning eller det varma vattnet för att driva en turbin för elproduktion.

Geotermisk energi för elproduktion

För att omvandla geotermisk energi till elektricitet används geotermiska kraftverk. Dessa kraftverk utnyttjar varma källor, ånga eller vatten som finns i jordskorpan. Värmen från dessa källor driver turbiner som genererar elektricitet. Eftersom jordens värme är konstant och inte påverkas av väder eller tid på dygnet är det en pålitlig och hållbar metod för elproduktion. Det är dock ett krävande sätt att skapa elektricitet på, vilket innebär att geotermisk energi framförallt används för uppvärmning.

Hur fungerar geotermiska kraftverk?

Ett geotermiskt kraftverk omvandlar den geotermiska energin till användbar värme och/eller elproduktion. För att skapa ett fungerande kraftverk börjar man med att borra djupa hål i marken för att nå heta vattenreservoarer. Därefter pumpas det varma vattnet i reservoarerna upp för att användas till uppvärmning och elproduktion.

Geotermiska kraftverk vid elproduktion

Vid elproduktion omvandlas det heta vattnets värmeenergi till rörelseenergi och driver en turbin kopplad till en generator som producerar elektricitet. Därefter pumpas vattnet tillbaka ner i jorden för att värmas upp igen, vilket skapar ett hållbart kretslopp.

Geotermiska kraftverk vid värmeproduktion

Vid värmeproduktion kommer den geotermiska värmen vanligtvis från antingen spillvärme från geotermiska kraftvärmeverk eller från brunnar kombinerat med värmeväxlare. Värmen överförs från det uppvärmda vattnet till en värmeväxlare som sedan distribuerar värmen till fastigheterna via ett vattenburet system. Det avkylda vattnet pumpas sedan tillbaka ner i marken via ett annat borrhål en bit ifrån varmvattenreservoaren för att värmas upp igen.

På platser där det finns många heta källor nära markytan (exempelvis Island) kan vattnet från varmvattenreservoaren pumpas direkt ut i värmesystemen.

Geotermisk energi i Sverige

I Sverige är förutsättningarna för att dra nytta av den geotermisk energin dåliga. Jordskorpan är för tjock i stora delar av landet och vår berggrund domineras av kristallint urberg, men det finns några undantag. I Lund i Skåne hittades exempelvis ett passande sandstenslager på 1980-talet där ett av Sveriges enda geotermiska system byggdes. I mitten av 1980-talet togs systemet i bruk och har under 30 år försörjt Lunds fjärrvärmenätet med en fjärdedel av energin. Idag håller systemet dock på att fasas ut, bland annat på grund av att produktionstemperaturen sjunkit och att brunnarna har slitits ut eller blivit igensatta. Även andra delar av Skåne har undersökts, men i dagsläget har inget liknande geotermiskt projekt förverkligats. Det genomfördes dock ett mindre geotermiskt projekt på Gotland under några år i slutet av 1980-talet.

Fördelar med geotermisk energi

• Miljövänliga aspekter: En av de största fördelarna med geotermisk energi är att den är miljövänlig. Den är förnyelsebar och genererar minimalt med växthusgaser jämfört med fossila bränslen.

• Ekonomiska fördelar: Geotermisk energi kan också vara ekonomiskt fördelaktig. Efter de initiala investeringarna i infrastruktur och borrning är driftskostnaderna för geotermiska kraftverk och värmesystem relativt låga. Energikällan är dessutom konstant och oberoende av väder, vilket ger stabila energipriser.

Nackdelar med geotermisk energi

• Miljörisker och tekniska utmaningar: En av de största utmaningarna är de potentiella miljöriskerna så som utsläpp av skadliga ämnen som finns naturligt i jordskorpan. Det finns också tekniska utmaningar, såsom att hitta de mest effektiva och säkra platserna att borra på. 

• Ekonomiska och logistiska hinder: De initiala kostnaderna för att utveckla ett geotermiskt system är höga och kräver noggrann planering och geologiska undersökningar, vilket är både tidskrävande och kostsamt.

Miljöpåverkan

Geotermisk energi har generellt sett en låg miljöpåverkan jämfört med fossila bränslen. Den släpper ut mindre växthusgaser och har mindre påverkan på mark- och vattenresurser. Men, utvinningsprocessen av den geotermiska energin kan påverka miljön negativt om utvinningen inte sker kontrollerat. 

• Utsläpp av växthusgaser: Om utvinningssystemet inte är slutet kan gaser från jordskorpan släppas ut. Om dessa gaser frigörs i atmosfären bidrar de till den globala uppvärmningen. Ett öppet geotermiskt kraftverk släpper ändå ut betydligt mindre koldioxid än fossila bränslen. 

• Farliga ämnen: De geotermiska källorna kan även innehålla farliga ämnen så som kvicksilver, arsenik och antimon. Om dessa ämnen kommer ut i sjöar eller floder kan vattnet förorenas och påverka ekosystemet. 

• Negativ påverkan på markens stabilitet: Byggnationen av en del geotermiska kraftverk har påverkat den omkringliggande markens stabilitet negativt. Det har bland annat förekommit såväl marksänkningar som jordbävningar i exempelvis Nya Zealand, Tyskland och Schweiz.

Relaterade energiteknologier

Geoenergi

Geotermisk energi och geoenergi är som sagt två närbesläktade teknologier. Geotermisk energi och geoenergier såsom bergvärme, utvinner värme på ett likartat sätt. Bergvärmesystem utvinner värme från berggrunden nära ytan via ett borrhål för att direkt värma upp en eller fastigheter, medan utvinning av geotermisk energi ofta involverar djupare borrning och högre temperaturer för att generera värme och/eller el till flera byggnader via stora kraftverk och fjärrvärmeanläggningar.

Andra förnybara energikällor

Det finns även andra förnyelsebara energikällor. Sol- och vindkraft är två exempel. Nackdelen med dessa källor är att de är väderberoende, vilket varken geotermiska energikällor eller geoenergier är. Med det sagt, genom att kombinera de olika energikällorna är det möjligt att skapa en konstant och energieffektiv el- och värmeproduktion som bidrar till en mer hållbar framtid där beroendet av fossila bränslen minskar markant.